高二物理选修3-1第三章测试题
人教版高二物理选修3-1第三章磁场 单元测试(含答案和详细解析)
《静电场》单元测试一、选择题（每小题4分，共44分）1、下列关于电场和磁场的说法中正确的是( )A.电场线和磁感线都是封闭曲线B.电场线和磁感线都是不封闭曲线C.通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用D.电荷在电场中一定受到电场力的作用2、如图所示,一长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环所在的平面,导线和环中的电流方向如图所示,则圆环受到的磁场力为( )A.沿环半径向外B.沿环半径向里C.水平向左D.等于零3、如图所示,a、b两金属环同圆心同平面水平放置,当a中通以图示方向电流时,b环中磁通量方向是( )A.向上B.向下C.向左D.04、如图所示,当开关S闭合的时候,导线ab受力的方向应为( )A.向右B.向左C.向纸外D.向纸里5、如图所示,一带负电荷的滑块从粗糙绝缘斜面的顶端滑至底端时的速度为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证滑块能滑至底端,则它滑至底端时的速度( )A.变大B.变小C.不变D.条件不足,无法判断6、一正电荷q以速度v沿x轴正方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示,为了使电荷能做直线运动,则必须加一个电场进去,不计重力,此电场的场强应该是( )A.沿y轴正方向,大小为Bv/qB.沿y轴负方向,大小为BvC.沿y轴正方向,大小为v/BD.沿y轴负方向,大小为Bv/q7、(多选)用回旋加速器来加速质子,为了使质子获得的动能增加为原来的4倍,原则上可以采用下列哪几种方法( )A.将其磁感应强度增大为原来的2倍B.将其磁感应强度增大为原来的4倍C.将D形盒的半径增大为原来的2倍D.将D形盒的半径增大为原来的4倍8、一电子在磁感应强度为B的匀强磁场中,以一固定的正电荷为圆心在同一圆形轨道上运动,磁场方向垂直于运动平面,静电力恰好是磁场作用在电子上洛伦兹力的3倍,电子电荷量为e,质量为m,那么电子运动的角速度可能为( )A. B. C. D.9、如图所示,质子和氘核的质量和速度的乘积相等,垂直磁场边界MN进入匀强磁场区域,那么以下说法中正确的是( )A.它们所受洛伦兹力相同B.它们做圆周运动的向心加速度相同C.它们的轨道半径相同D.它们在磁场中运动时间相同10、(多选)如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放,M、N为轨道的最低点,以下说法正确的是( )A.两小球到达轨道最低点的速度v M>v NB.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力F M>F NC.小球第一次到达M点的时间大于到达N点的时间D.在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中不能到达轨道另一端11、(多选)如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m,带电荷量为q,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中。
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(含答案)
《磁场》检测题一、单选题1．如图所示，导线框中电流为I ，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B ，AB 与CD 相距为d ，则MN 所受安培力大小为( )A ．F ＝BIdB ．F ＝sin BIdC ．F ＝BId sin θD ．F ＝BId cos θ2．如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子（正电子质量和电量与电子大小相等，电性相反）分别以相同速度沿与x 轴成60°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（ ）A ．1∶2B ．2∶1C ．1D ．1∶13．如图，一质子以速度v 穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转则A ．若电子以相同速度v 射入该区域，将会发生偏转B ．若质子的速度v ′＜v ，它将向下偏转而做类似的平抛运动C ．若质子的速度v ′＞v ，它将向上偏转，其运动轨迹是圆弧线D ．无论何种带电粒子（不计重力），只要都以速度v 射入都不会发生偏转4．如图，半径为R 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，半径OC 与OB 夹角为60°．一电子以速率v 从A 点沿直径AB 方向射入磁场，从C 点射出。
电子质量为m 、电荷量为e ，不计电子重力，下列说法正确的是（ ）A ．磁场方向垂直纸面向里 B．磁感应强度大小为3eRC．电子在磁场中的运动时间为3RvD ．若电子速率变为3v，仍要从C 点射出，磁感应强度大小应变为原来的3倍5．如图所示，两根长直通电导线互相平行，电流方向相同。
它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A 和B 处，且A 、B 两点处于同一水平面上。
两通电电线在C 处的磁场的磁感应强度的值都是B ，则C 处磁场的总磁感应强度的大小和方向是( )A ．B 竖直向上 B ．B 水平向右 C水平向右 D竖直向上 6．如图所示，总长为L 、通有电流I 的导线，垂直磁场方向置于宽度为x 、磁感应强度为B 的匀强磁场中，则导线所受安培力大小为( )A ．BILB ．BIxC ．BI(L －x)D ．BI(L ＋x)7．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水．如果把玻璃皿放在磁场中，如图所示，通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看( )A ．液体将顺时针旋转B ．液体将逆时针旋转C ．若仅调换N 、S 极位置，液体旋转方向不变D ．若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变8．M 点是位于圆形匀强磁场边界的一个粒子源，可以沿纸面向磁场内各个方向射出带电荷量为q 、质量为m 、速度大小相同的粒子，如图所示。
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高中物理学习材料桑水制作第三章单元测试题一、选择题1、超导是当今高科技的热点，当一块磁体靠近超导体会产生强大的电流，对磁体有排斥作用．这种排斥力可使磁体悬浮空中，磁悬浮列车采用了这种技术，磁体悬浮的原理是（）A．超导体电流的磁场方向与磁体相同 B．超导体电流的磁场方向与磁体相反C．超导体使磁体处于失重状态 D．超导体产生的磁力与磁体重力平衡2、下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中，正确的是（）A．安培力的大小只和磁场的强弱、电流大小有关B．安培力的方向与磁场方向垂直，同时又与电流方向垂直C．若通电导线所受磁场力为零，则导线所在处磁感应强度为零D．若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直3、把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图1-2所示的电路，当电键S接通后，将看到的现象是( )A．弹簧向上收缩 B．弹簧被拉长C．弹簧上下跳动 D．弹簧仍静止不动4、在匀强磁场中，一个带电粒子正在做匀速圆周运动．如果突然将它的速率增大到原来的2倍，那么粒子运动的（）A．轨迹半径不变，周期是原来的一半 B．轨迹半径是原来的2倍，周期不变C．轨迹半径和周期都是原来的2倍 D．轨迹半径是原来的4倍，周期不变5、两个带电粒子，它们的荷质比q/m相同，电量不同，q1＝2q2，m1v1＝4m2v2，则它们在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比和周期之比分别为（）A．1∶2和2∶1 B．2∶1和1∶1C．4∶1和1∶2 D．1∶4和1∶16．地球赤道地区，宇宙射线中一颗带负电的粒子竖直射向地面，它受到地球磁场力的方向为 ( )A．向东 B．向西C．向南 D．向北7.在竖直向下的匀强电场和水平方向的匀强磁场垂直相交的区域里，一带电粒子从a点由静止开始沿曲线abc运动到c点时，速度又变为零，b点是运动中能够到达的最高点，如图所示；若不计重力，下列说法中正确的是（）A.粒子肯定带负电，磁场方向垂直于纸面向里B.a、c点处在同一条水平线上C.粒子通过b点时速率最大D.粒子到达c点后将沿原路经返回到a点8．如图所示，三个完全相同的带负电的小球，从一高度开始自由落下，其中a 直接落地，b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区，c下落时经过一个水平方向的匀强磁场区，不计空气阻力，设它们落地的速度大小分别为v a、v b、v c，则（）A．v a=v b =v c B．v a > v b > v cC．v a < v b = v c D．v a =v c < v b9.如图所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于O点，摆长为l，当它摆过竖直线OC时便进入或离开一个匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面，A、B点分别是最大位移处，下列说法中正确的是（）A.A点和B点处于同一水平面B.在A点和B点处线上的拉力大小相等C. 单摆向右或向左摆过D 点时，线上的拉力是不相等的D.单摆向右或向左摆过D 点时，线上的拉力是相等的10.如图所示，两条直导线互相垂直，但相隔一段距离，其中的一条AB是固定的，另一条CD 能自由移动．当两导线分别通入如图所示的电流时，CD 导线将（ ）A.顺时针转动，同时靠近ABB.逆时针转动，同时离开ABC.顺时针转动，同时离开ABD.逆时针转动，同时靠近AB11.如图所示，B 为垂直于纸面向里的匀强磁场，小球带负电荷，让小球从A 点开始以初速度0v 向左水平射出，并落在水平地面上，历时1t ，落地点距A 点水平距离为1s ；然后撤去磁场，让小球仍从A 点开始以初速度0v 水平抛出，落在水平地面上，历时2t ，落地点距A 点水平距离为2s ，则（ ）A.12s s <B.12t t >C.两次落地速度相同D.两次落地动能相同12.如图所示，一条型磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以图示方向的电流时（ ）A.磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力B.磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力C.磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力D.磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力13.磁电式电流表的灵敏度高，所谓灵敏度就是指针转过的角度（即线圈转过的角度）和电流的比值Iθ，这个比值越大，电表的灵敏度就越高，现要提高磁电式电流表的灵敏度，办法有（ ） A.增加线圈匝数n B.增加永久磁铁的磁感应强度BC.换用扭转系数k 较大的弹簧D.增加线圈面积S二、填空题14、 如图所示，匀强磁场B 中，有一长直导线垂直磁感线方向放置，导线中电流方向垂直纸面向外，在以导线为圆心的一个圆上，一直径A'B '垂直磁感线，直径C'D '平行磁感线，在A'、B'、C'、D'四点中，磁感应强度可能为零的点为______点．15、如图1-9所示，载有电流I 2的长直导线穿过载有电流I 1的金属圆环的中心，且垂直于圆环平面，导线和圆环内电流方向已在图中标出，则直导线和金属环之间的作用力为_______，这是因为_____________________．16、质子和α粒子以相等的动能垂直进入同一匀强磁场，它们做圆周运动的周期之比是______；轨迹半径之比是_______．17、质量为m 、带电量为q 的粒子以速度v 垂直射入匀强磁场B 中，磁场宽度为d ，如图6所示．粒子要穿过磁场区域，粒子速度v 必须满足的条件是______．18．摆线长为L ，摆球质量为m ，带正电量q 的单摆从如图1所示位置A 摆下，到最低处时便在一个磁感应强度为B 的匀强磁场中运动，摆动平面垂直磁场，若图甲中α=60º，摆球从A 起第一次到最低处时，摆线上的拉力为 ．19．如图乙所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里，质量为m ，带电量为q 的粒子以速度v 与磁场垂直，与电场成45°角射入恰能做匀速直线运动．则电场强度E 的大小为 ，磁感应强度B 的大小 ．20．如图丙所示，质量为m 的带正电的小球能沿着竖直墙竖直滑下，磁感应强度为B 的匀强磁场，方向水平并与小球运动方向垂直，若小球带正电量q ，球与墙面的动摩擦因数为μ，则小球下落的最大速度为 ．21.一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子在磁感应强度为B 的匀强磁场中做圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度I ．22.如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架，三边图 丙 图 乙 图 甲的长度分别为3L、4L和5L，电阻丝L长度的电阻为r．该框架与一电动势为E、内阻为r的电源相连通，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为，方向是．23.如图所示，一带正电q，质量为m的粒子，以速度v沿与磁场边界CD成60o的夹角从P点射入磁场，，已知磁感应强度为B，磁场范围足够大，则粒子在磁场中运动的时间t=，粒子在磁场中运动时离P点的最远距离d=．24.如图所示，质量为m，电量为q带正电荷的小物块从半径为R的14光滑圆槽顶点由静止下滑，整个装置处于电场强度为E，磁感应强度为B的区域内，则小物块滑到底端时对轨道的压力为．25.如图所示，水平放置厚度均匀的薄铅板，带电粒子自M点进入磁场中，沿半径为R的圆弧运动到P点，当带电粒子垂直地穿过铅板后沿半径为r的圆弧继续运动，且R r>，则此粒子在该匀强磁场中能穿过铅板的次数n=．三、计算题26、如图所示，质量为m、长度为L的水平金属棒ab通过两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向外偏转α角而重新平衡，如图所示，则磁感应强度的方向如何？棒所受的磁场力的大小为多少？27、如图所示，在水平向右的匀强电场E和水平向里的匀强磁场B并存的空间中，有一个足够长的水平光滑绝缘面MN．面上O点处放置一个质量为m、带正电q的物块，释放后物块自静止开始运动．求物块刚要离开水平面时的速度和相对于出发点O的位移．28．在以坐标原点O为圆心、半径为 r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示．一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与 y 轴的交点C处沿+y方向飞出．（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m；（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为'B，该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角，求磁感应强度'B多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？29.如图所示，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点有一个小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场．一粒子源不断地从v，a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为经电场作用后恰好从e处的小孔射出．现撤去电场，在盒中加一方向垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），粒子仍恰好从e孔射出（粒子的重力和粒子间的相互作用力均可忽略），则（1）所加磁场的方向如何？（2）电场强度E与磁感应强度B的比值为多大？30.在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，有倾角为θ的足够光滑的绝缘斜面，磁感应强度为B，方向水平向外，电场强度为E，（E大小未知）方向竖直向上，有一质量为m，带电量为q+的小滑块，静止在斜面顶端时对斜面的压力恰好为零，如图所示．如果迅速把电场方向转为竖直向下，求小滑块能在斜面上连续滑行的最远距离L．参考答案1.BD2.BD3.C4.B5.B6. B7. ABC8. D9.ABC 10.D 11.BD 12.C 13.ABD14. A’15. 0,电流方向与磁场方向平行16、1∶2； 1∶117、v>Bqd/m18．2mg+qB gL19．mgq，2mgqv20．mg qB μ21.22q Bm π22.6047BELr、垂直于ac斜向上23.43mqBπ、2mvqB24.2() 32R mg Eq mg Eq Bqm--+25.222 RR r-26. 解析 设棒所受的磁场力为F ．根据分析，棒受重力G ，绳的拉力F 1，磁场力F ．根据平衡条件，可以判断受到的磁场力方向为从纸内指向纸外，根据左手定则可以判断磁感应强度的方向为竖直向上,根据力的平衡可得：F ＝mg tan α， 即棒所受的磁场力F 为mg tan α．27、解析 物块在电场力作用下向右加速，获得速度后又受到洛伦兹力，物块刚要离开水平面时，N =0，此时mg=qvB∴v=mg ／qB物块离开水平面之前，只有电场力做功，由动能定理得∴28、解析（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷． 粒子由 A 点射入，由 C 点飞出，其速度方向改变了 90°，则粒子轨迹半径 R r =又 2v qvB m R =，则粒子的比荷 q v m Br = （2）粒子从 D 点飞出磁场速度方向改变了60°角，故 AD 弧所对圆心角 60°，粒子做圆周运动的半径'cot 303R r r ==o 又''mv R qB =所以3'3B B =粒子在磁场中飞行时间112366'3m r t T qB vππ==⨯= 29、解析 （1）根据粒子在电场中的偏转方向，可知粒子带正电，再根据左手定则判断，磁场方向垂直于纸面向外．（2）设粒子的电量为q ，质量为m ，盒子的边长为L ，在电场中012v t L =， 212Eq t L m=， 解得：208mv E qL = 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力为向心力，设轨道半径为R ，则有：20v qvB m R=，则得0mv R qB = 由右图中的几何关系可得： 222()()2L L R R -+=，得：58R L = 解得：085mv B qL =， 可得：05E v B= 30.解析：由滑块对斜面的压力恰好为零可知Eq mg =，场强大小不变，设转为竖直向下时，滑块沿斜面连续下滑的最大距离为L ，根据动能定理有： 21()sin 2mg Eq L mv θ+=，即212sin 2mgL mv θ= 当滑块刚离开斜面时有：()cos Bqv mg Eq θ=+，即2cos mg v Bq θ=联立解得：2222cos sin m g L B q θθ=。
高二物理(人教版)选修3-1第三章磁场 单元测试卷 含答案
高二物理人教版选修3-1第三章磁场单元测试卷一、单选题1.如图所示，在通电螺线管的周围和内部a、b、c、d四个位置分别放置了小磁针，小磁针涂黑的一端是N极．图中正确表示小磁针静止时的位置是A. aB. bC. cD. d2.下列说法中正确的是（）A. 通电导线受磁场作用力为零的地方磁感应强度一定为零B. 通电导线在磁感应强度大的地方受磁场作用力一定大C. 磁感应强度等于通电直导线在磁场中所受的安培力与导线中的电流及其长度乘积IL的比值D. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受磁场作用力的大小和方向无关3.在匀强磁场中固定一根与磁场方向垂直的通电直导线，其中通有向纸面外的恒定电流，匀强磁场的磁感应强度为1T，以直导线为中心作一个圆，圆周上a处的磁感应强度恰好为零，则下述说法对的是A. b处磁感应强度为2T，方向水平向右B. c处磁感应强度也为零C. d处磁感应强度为，方向与匀强磁场方向成角D. c处磁感应强度为2T，方向水平向左4.如图所示,线框平面与匀强磁场方向垂直.现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,穿过线框磁通量的变化情况是 ( )A. 变小B. 变大C. 不变D. 先变小后变大5.下列图是一根通电直导线在匀强磁场中的四种放置情况，其中通电直导线所受磁场力为零的是（）A. B. C. D.6.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当直流电流按图方向通与两条导线时，导线CD将（从纸外向纸内看）（）A. 顺时针方向转动，同时靠近导线ABB. 逆时针方向转动，同时靠近导线ABC. 逆时针方向转动，同时离开导线ABD. 顺时针方向转动，同时离开导线AB7.α粒子为氦原子核，质量约为质子的4倍，与质子电性相同，所带电荷量为质子电量的2倍。
若使质子、α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。
关于它们的半径之比A. 当质子、α粒子的速度大小相等时，半径之比为1：2B. 当质子、α粒子的速度大小相等时，半径之比为2：1C. 当质子，α粒子的动能大小相等时，半径之比为1：2D. 当质子、α粒子的动能大小相等时．半径之比为2：18.我们通常用阴极射线管来研究磁场、电场对运动电荷的作用，如图所示为阴极射线管的示意图。
高中物理选修3-1：第三章 磁场 单元测试(含答案)
高二物理选修3-1：第三章磁场单元测试一、单选题1.下列关于磁场的说法正确的是（）A. 地理的北极就是地磁场的北极B. 安培发现了电流的磁效应C. 磁场是客观存在的，但是磁感线是人们假想出来的D. 某点磁场的方向与小磁针静止时S极的指向相同2.如图所示为某条形磁铁磁场的部分磁感线。
则下列说法正确的是A. 该磁场是匀强磁场B. a点的磁感应强度比b点的磁感应强度小C. a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大D. a、b两点的磁场方向相反3.下列关于电场强度E、磁感应强度B的叙述正确的是A. 电场中某点的场强大小与放入试探电荷无关B. 电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向C. 通电导线在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零D. 根据定义式B=F，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比IL4.如图所示，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度为B．边长为a的正方形线框与磁场垂直，且一条对角线与磁场边界重合．则通过线圈平面的磁通量为（）A. Ba22B. BaC. Ba2D. 2Ba5.如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。
待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。
电流从一条轨道流入，通过弹体后从另一条轨道流回。
轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与电流I成正比。
通电的弹体在安培力的作用下离开轨道，则下列说法正确的是( )A. 弹体向左高速射出B. I为原来的2倍，弹体射出的速度也为原来的4倍C. 弹体的质量为原来的2倍，射出的速度也为原来的2倍D. 轨道长度L为原来的4倍，弹体射出的速度为原来的2倍6.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是( )A. M带负电，N带正电B. M的速率小于N的速率C. 洛伦兹力对M、N做正功D. M的运行时间大于N的运行时间7.如图所示，一电荷量为q的负电荷以速度v射入匀强磁场中．其中电荷不受洛伦兹力的是()A. B.C. D.8.一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连．下列说法中正确的是（）A. 质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大B. 质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大C. 只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D. 不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子二、多选题9.质谱仪的工作原理示意图如图，它由速度选择器和有边界的偏转磁场构成。
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高中物理学习材料第三章测试(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确的选项前的符号填在括号内)1．在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自东向西沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为( )A．向北B．向南C．向上D．向下解析赤道上空的地磁场的方向是平行地面由南向北的，由安培定则，可知C选项正确．答案 C2.在倾角为α的光滑绝缘斜面上，放一根通电的直导线，如图所示，当加上如下所述的磁场后，有可能使导线静止在斜面上的是( ) A．加竖直向下的匀强磁场B．加垂直斜面向下的匀强磁场C．加水平向左的匀强磁场D．加沿斜面向下的匀强磁场解析对通电导线进行受力分析，有可能合力为零的情况下，磁场的方向可能的情况，A、B、C选项正确．答案ABC3．带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场如图所示，运动中经过b点，Oa＝Ob.若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为( )A．v0 B.1 v0C．2v0 D.v0 2解析设Oa＝Ob＝d，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d即d＝mv0qB，得B＝mv0qd.如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d＝12qEm(dv0)2得E＝2mv20qd，所以EB＝2v0.选项C正确．答案 C 4.如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为CD和EF，速度为v的电子从边界CD外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD的夹角为θ，已知电子的质量为m、带电荷量为e，为使电子能从另一边界EF 射出，电子的速率应满足的条件是( )A．v>Bedm(1＋cosθ)B．v<Bedm(1＋cosθ)C．v>Bedm(1＋sinθ)D．v<Bedm(1＋sinθ)解析由题意可知电子从EF射出的临界条件为到达边界EF时，速度与EF平行，轨迹与EF相切，如右图．由几何知识得R＋R cosθ＝d，R＝mv0eB，解得v0＝Bedm(1＋cosθ)，v>v0，即能从EF射出．答案 A5．如图所示，带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将( )A. N极竖直向上B. N极竖直向下C. N极水平向左D．小磁针在水平面内转动解析带电金属环匀速转动，形成逆时针的等效电流(从右向左看)，根据安培定则可以确定通过金属环轴OO′的磁场方向水平向右，小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针N极最后水平指向左方，故C选项正确．答案 C6．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是( )A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间解析由左手定则，可判断带电粒子M带负电，N粒子带正电，选项A正确；根据qvB＝mv2r，得r＝mvqB，由于r N<r M，可知v N<v M，故选项B错误；洛伦兹力对带电粒子不做功，选项C错误；由T＝2πm qB可知，M、N两粒子运行周期相同．所以M、N两粒子在磁场中运行时间相同，选项D错误．答案 A7.有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，应该( )A．使磁感应强度B的数值增大B．使磁场以v＝mgqB向上运动C．使磁场以v＝mgqB向右运动D．使磁场以v＝mgqB向左运动解析当带电粒子在磁场中垂直磁场运动时，受到洛伦兹力作用，当带电粒子静止，而磁场运动时，带电粒子同样会受到洛伦兹力作用，欲使带电小球飘起来，受洛伦兹力向上且等于小球重力，即qvB＝mg，得v＝mgqB，小球带正电，由左手定则可知小球应向右运动，故小球静止，磁场应水平向左运动，故D选项正确．答案 D8.如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动，若使匀强磁场发生变化，则下列判断正确的是( )A．磁场B减小，油滴动能增加B．磁场B增大，油滴机械能不变C．使磁场方向反向，油滴动能减小D．使磁场反向后再减小，油滴重力势能减小解析油滴带负电，在磁场中受洛伦兹力和重力，二力平衡做匀速直线运动，若磁场B减小，则洛伦兹力减小，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，故A选项正确；油滴在磁场中运动，只有重力做功，洛伦兹力不做功，故机械能守恒，B选项正确；当磁场反向后，洛伦兹力和重力都向下，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，重力势能减小，故D选项正确．答案ABD9.为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关解析由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向后表面偏，负离子向前表面偏，前表面的电势一定低于后表面的电势，流量Q＝Vt＝vbctt＝vbc，其中v为离子定向移动的速度，当前后表面电压一定时，离子不再偏转，受洛伦兹力和电场力达到平衡，即qvB＝Ubq，得v＝UbB，则流量Q＝UBb·bc＝UBc，故Q与U成正比，与a、b无关．答案BD10.如图所示，一束电子从孔a射入正方形容器的匀强磁场中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，则( )A．从两孔射出的电子在容器中运动的时间比为1：2B．从两孔射出的电子速率的比为1：2C．从两孔射出的电子动能的比为2：1D．从两孔射出的电子在容器中加速度的比为1：2解析由T＝2πmqB，可知从d射出的电子和从c点射出的电子在磁场中运动的周期相同，从d点射出的电子运动轨迹为半个圆周，从c点射出的电子运动轨迹为14圆周，故在磁场中的运动时间之比2：1，故A选项正确．答案 A第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(共20分)11.(5分)如右图所示，铜棒ab长0.1 m，质量为6×10－2kg，两端与长为1 m的轻铜线相连，静止于竖直平面内．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，平衡时的偏转角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了________J；通电电流的大小为________A．(不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2)解析ΔE p＝mgL1(1－cos37°)＝6×10－2×10×1×(1－0.8) J ＝0.12 J以导体棒为研究对象，受力如图．受重力mg，悬线拉力T及安培力F，处于平衡状态，则mg tanθ＝F，F＝BIL2，得I＝mg tanθBL2＝9 A.答案0.12 912.(7分)如右图所示，有一半径为R、有明显边界的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B.今有一电子沿x轴正方向射入磁场，恰好沿y轴负方向射出．如果电子的比荷为em，则电子射入时的速度为____________，电子通过磁场的时间为____________，此过程中电子的动能增量为______________．解析如图所示电子运动的圆心为O′，由几何知识可知电子做圆周运动的轨迹半径为R.由evB＝mv2R，得v＝eBRm.由T＝2πmeB，得电子运动时间t＝T4＝πm2eB.由于洛伦兹力不做功，故动能不变，动能增量ΔE k＝0.答案eBRmπm2eB13．(8分)一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(11H)加速到v，使它获得动能为E k，则(1)能把α粒子(42He)加速到的速度为________．(2)能使α粒子获得的动能为________．(3)加速α粒子的交变电压频率与加速质子的交变电压频率之比为________．解析 回旋加速器的最大半径是一定的，由R ＝mvqB ，质子11H 的质量和电荷量的比值即m e ＝11，而α粒子质量和电量的比值为42，R H ＝mv eB ，R α＝m αv αqB .R H ＝R α，得v α＝v2，12mv 2＝R 2q 2B 22m. 所以α粒子动能与质子相同，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动的周期T ＝2πm qB.所以α粒子的周期是质子运动周期的2倍，即所加交变电场的周期的比为21的关系，则频率之比为1：2.答案 (1)v2(2)E k (3)1：2三、计算题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)14.(11分)如图所示，两平行光滑导轨相距为20 cm，金属棒MN的质量为10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，当电键K闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°.解析先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解．解：金属棒平衡时的平面受力图，如图所示．当MN平衡时，有mg sinθ－BIL cosθ＝0①由电路欧姆定律，得I ＝ER ＋R 1＋r②由①②式联立并代入数据，得R 1＝7 Ω. 答案 7 Ω15．(14分)一个负离子，质量为m ，电荷量大小为q ，以速率v 垂直于屏S 经小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感应强度B 的方向与离子的运动方向垂直，并垂直纸面向里．(1)求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离； (2)如果离子进入磁场后经时间t 到达P 点，证明直线OP 与离子入射方向之间的夹角θ跟t 的关系是θ＝qB 2mt .解析 (1)离子的初速度与磁场方向垂直，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，设圆半径为r ，则根据牛顿第二定律，可得qvB ＝mv 2r .得r ＝mv qB.如图，离子回到屏S 上的位置A 与O 的距离，AO ＝2r ，所以AO ＝2mvqB.(2)离子到达P 时，圆心角α＝vtr.因为α＝2θ，所以θ＝α2＝vt 2r ＝qB2mt . 答案 (1)2mvqB(2)证明略16．(15分)如下图所示，一个质量为m ，电量为＋q 的带电粒子从A 孔以初速度v 0垂直于AD 进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，并恰好从C 孔垂直于OC 射入匀强电场中，电场方向跟OC 平行，OC ⊥AD ，最后打在D 点，且O D ＝2O C .若已知m ，q ，v 0，B ，不计重力，试求：(1)粒子运动到D 点所需时间； (2)粒子抵达D 点时的动能．解析 带电粒子垂直进入磁场，在磁场中将做匀速圆周运动，运动时间t 1＝T4.带电粒子在电场中做类似平抛运动，在电场中运动时间 t 2＝O D v 0.带电粒子在磁场中运动，由于洛伦兹力不做功，只有粒子在电场中运动时电场力对粒子做正功．由动能定理可求粒子抵达D 点时的动能．(1)带电粒子在磁场中运动时间t 1为t 1＝T 4＝πm 2Bq.带电粒子在电场中做类平抛运动，运动时间t 2为t 2＝O D v 0＝2rv 0＝2mv 0Bqv 0＝2m Bq.所以粒子运动到D 点的时间为 t ＝t 1＋t 2＝πm 2Bq ＋2m Bq ＝m Bq (π2＋2)．(2)电场力对带电粒子做正功．由动能定理求粒子到达D点时动能E k，W＝E k－12mv20，W＝F电r＝mar.①而r＝12at22，所以W＝2mr2t22.②由①②式得E k＝12mv20＋2mr2(2rv0)2＝mv20.答案(1)mBq (π2＋2)(2)mv20。
最新人教版高中物理选修3-1第三章模块综合测评(附答案)
模块综合测评(90分钟100分)一、选择题(每小题3分，共27分.每小题有一个或一个以上的选项正确)1.两点电荷置于真空中，带电荷量均为+Q，当它们相距为r时，其相互作用力为F.现把其中一个电荷的电荷量取出Q/4给予另一个电荷，再使它们的距离变为2r，则它们的相互作用力F1应为（）A.F1=F/2B.F1>F/2C.F1>F/4D.F1<F/4答案:D2.关于电场强度E的说法错误的是（）A.电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同B.根据E=F/q可知，电场中某点的电场强度与电场力F成正比，与电荷量q成反比C.E是矢量，与F的方向一致D.公式E=kQ/r2对任何电场都适用图1答案:BD3.如图1所示，在一价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液内就有电流通过，若在t s内，通过溶液内截面S的正离子数为n1,通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是（）A.正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流的方向从B→AB.溶液内由正负离子向相反方向移动，溶液中的电流抵消，电流等于零C.溶液内的电流方向从A→B，电流I=n1e/tD.溶液内的电流方向从A→B，电流I=（n1+n2）e/t答案:D4.用伏安法测量未知电阻R x的数值，已知R x约为几百欧，电压表内阻为5 kΩ，电流表内阻为0.05 Ω.为减小测量值R x的误差，应选择的电路是图2中的（）图2答案:B图35.长直导线固定在圆线圈直径ab上靠近b处，直导线垂直于线圈平面，且通有电流，方向如图3所示.在圆线圈开始通以逆时针方向电流的瞬间，线圈将（）A.向左平动B.向右平动C.绕ab轴逆时针方向转动（由a向b看）D.绕ab轴顺时针方向转动（由a向b看）答案:C图46.电子、质子、中子和α粒子都以相同的速度v由同一点垂直射入同一匀强磁场中，观测到如图4所示的四条轨迹，那么α粒子的运动轨迹为（）A.1B.2C.3D.4答案:B7.把电荷量q=5×10-5 C的点电荷从电场中的a点移到b点，电场力做功为3×10-2 J，则a、b两点间的电势差和减少的电势能为（）A.6×102 V，3×10-2 JB.6×102 V，-3×10-2 JC.-6×102 V，3×10-2 JD.-6×102 V，-3×10-2 J答案:A图58.（2005年广东）竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图5所示的电路图连接.绝缘线与左极板的夹角为θ.当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则（）A.θ1<θ2，I1<I2B.θ1>θ2，I1>I2C.θ1=θ2，I1=I2D.θ1<θ2，I1=I2解析：滑片由a移至b时，电路总电阻未改变，故电路中电流不变，即I1=I2，电容器两端电压增大，板间电场强度E增大，故θ增大，即θ1＜θ2，故D选项正确.答案:D9一灯泡接在电压不变的电源上，其功率为P.当再串联入一个电阻R后，情况是（）A.灯的功率小于P B.电路的总功率大于PC.灯的功率大于PD.电路的总功率小于P答案:AD二、填空题（每题5分，共10分）图610.（2005年上海）如图6，带电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为__________，方向__________.(静电力常量为k) 解析：因为E a =0，故薄板与+q 产生的场强在该处大小相等、方向相反，即E 板=E q =2d q k ，同时可知薄板也带正电，根据薄板形成的电场的对称性，薄板在b 点的场强也为2d q k ，方向水平向左.答案:2d kq 水平向左(或垂直薄板向左) 11.质量为m 、电荷量为q 的带电粒子以速率v 在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁场磁感应强度为B ，则粒子通过位移为qBm v 时所用的最小时间是__________. 答案:πm/3qB三、实验题（每题6分,共12分）图712.在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8 m 直径小于1 mm ，电阻在5 Ω 左右.其实验步骤如下：①用米尺测量金属导线的长度，测三次，求出平均长度L ；在导线三个不同位置上测量其直径，求出平均值D.②某同学误将连接电路用的导线当作被测金属导线测出其直径，测量时仪器指示如图7所示，则该导线的直径d=_______.③用测得的金属导线长度L 、直径d 和电阻R ，可根据电阻率的表达式ρ=________算出所测金属的电阻率.答案:1.585 mm πd 2R/4L13.用伏安法测定两节干电池组成的电源的电动势E 和内电阻r.实验中共测出五组数据，如下表所示：（2）在图8中作U-I 图线，根据图线求出：电动势E=_______V ，内电阻r=_______Ω.（3）若考虑电流表、电压表内阻对测量结果的影响，则E 测________E 真.图8答案:（1）(2)3.0 0.5 (3)＜四、计算题（14题14分，15、16题各12分，17题13分，共51分）14.(2005年江苏)如图9所示，M 、N 为两块带等量异种电荷的平行金属板，S 1、S 2为板上正对的小孔，N 板右侧有两个宽度均为d 的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S 1、S 2共线的O 点为原点，向上为正方向建立x 轴.M 板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S 1进入两板间，电子 的质量为m ，电荷量为e ，初速度可以忽略.图9(1)当两板间电势差为U 0时，求从小孔S 2射出的电子的速度v 0；(2)求两金属板间电势差U 在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上；(3)若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上，试在图上定性地画出电子运动的轨迹；(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x 和金属板间电势差U 的函数关系.解析：（1）根据动能定理，得eU 0=21mv 02 由此可解得v 0=meU 02. （2）欲使电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上，应有r=eB mv ＜d 而eU=21mv 2，由此即可解得U ＜meB d 222. （3）电子穿过磁场区域而打到荧光屏上时运动的轨迹如图所示（4）若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r ，穿过磁场区域打到荧光屏上的位置坐标为x ，则由（3）中的轨迹图可得x=2r-222d r ，注意到r=eB mv 和eU=21mv 2所以，电子打到荧光屏上的位置坐标x 和金属板间电势差U 的函数关系为x=eB 2（)22222B e d emU emU --（U ≥meB d 222）. 答案:（1）v 0=meU 02 (2)U ＜meB d 222 （3）见解析（4）x=eB 2（)22222B e d emU emU --（U ≥meB d 222）图1015.（2005年全国理综Ⅱ）在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz （z 轴正方向竖直向上），如图10所示.已知电场方向沿z 轴正方向，场强大小为E ；磁场方向沿y 轴正方向，磁感应强度的大小为B ；重力加速度为g.问：一质量为m 、带电荷量为+q 的从原点出发的质点能否在坐标轴（x ，y ，z ）上以速度v 做匀速运动？若能，m 、q 、E 、B 、v 及g 应满足怎样的关系？若不能，说明理由.解析：已知带电质点受到的电场力为qE ，方向沿z 轴正方向，质点受到的重力为mg ，沿z 轴的负方向.假设质点在x 轴方向上做匀速运动，则它受到的洛伦兹力必沿z 轴正方向（当v 沿x 轴正方向）或沿z 轴负方向（当v 沿x 轴负方向），要质点做匀速运动必分别由qvB+qE=mg 或qE=qvB+mg假设质点在y 轴方向上做匀速运动，则无论沿y 轴正方向或沿y 轴负方向它受到的洛伦兹力都为0，要质点做匀速运动必须qE=mg假设质点在z 轴方向上做匀速运动，则它受到的洛伦兹力必平行于x 轴，而电场力和重力都平行于z 轴，三者的合力不可能为0，与假设矛盾，故质点不可能在z 轴上做匀速运动. 答案:①质点在x 轴方向上做匀速运动，qvB+qE=mg 或qE=mg+qvB.②质点在y 轴方向上做匀速运动：qE=mg.③质点不可能在z 轴方向上做匀速运动.图1116.如图11所示，磁感应强度为B=9.1×10-4 T 的匀强磁场，其方向垂直纸面向里.C 、D 为垂直于磁场的平面内的两点，它们之间的距离L=0.05 m.有一电子在磁场中运动，它经过C 点时的速度v 在与磁场垂直且和CD 之间的夹角θ=30°.求：（1）若电子在运动过程中还经过D 点，则它的速率v 应是多少？（2）电子由C 到D 所经过的时间是多少？（电子质量m e =9.1×10-31 kg ）解析：（1）从C 到D 点圆弧所夹的圆心角θ=60°，所以半径r=L,由qvB=m rv 2得v=m qBr 所以v=31419101.905.0101.9106.1---⨯⨯⨯⨯⨯ m/s=9.0×106 m/s. (2)运动时间为周期的61，T=qBm π2 所以t=qB m3π=41931101.9106.13101.914.3---⨯⨯⨯⨯⨯⨯ s=6.6×10-9 s. 答案:（1）9.0×106 m/s(2)6.6×10-9 s17.（2005年春季高考）两块金属板a 、b 平行放置，板间存在与匀强电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域.一束电子以一定的初速度v 0从两极板中间沿垂直于电场、磁场的方向射入场中，无偏转地通过场区，如图12所示.图12已知板长l=10 cm ，两板间距d=3.0 cm ，两板间电势差U=150 V ，v 0=2.0×107 m/s.（1）求磁感应强度B 的大小；（2）若撤去磁场，求电子穿过电场时偏离入射方向的距离，以及电子通过场区后动能增加多少？ （电子的比荷me =1.76×1011 C/kg,电子电荷量的大小e=1.60×10-19 C ） 解析：（1）电子进入正交的电磁场不发生偏转，则满足Bev 0=dU e 所以B=dv U 0=2.5×10-4 T. （2）设电子通过场区偏转的距离为y 1y 1=21at 2=21202v l dm eU =1.1×10-2 mΔE k =eEy 1=dU e y 1=8.8×10-18 J=55 eV . 答案:（1）2.5×10-4 J(2)1.1×10-2 m 55 eV。
人教版物理选修3-1第三章《磁场》测试题(word含答案)
作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板
MN上的 A 点．测得 O、A 两点
间的距离为 L．不计粒子重力．
（ 1）试判断 P、 Q间的磁场方向；
（ 2）求粒子做匀速直线运动的速度大小 v；
（ 3）求粒子的电荷量与质量之比
q
．
m
24．一个静止在磁场中的 22688R（a 镭核），发生 α 衰变后转变为氡核 （元素符号为 Rn）．已
C．该磁场的磁感应强度大小为
mg q cos
mg sin
D．该电场的场强为
q
三、实验题 21 ．利用通电导线在磁场中受到的安培力与磁感应强度的关系就可以测定磁感应强度的 大小．实验装置如图所示，弹簧测力计下端挂一矩形导线框，导线框接在图示电路中， 线框的短边置于蹄型磁体的 N、 S 极间磁场中的待测位置．
知衰变中释放出的 α 粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直．设镭核、氡核和
α 粒子的质量一次是 m1、 m2、 m3，衰变的核能都转化为氡核和 α 粒子的动能．求 :
（ 1）写出衰变方程． （ 2）氡核和 α 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比． （ 3）氡核的动能 EK
参考答案 1． A 2 ． A 3 ． B 4． B 5． A 6 ． A 7 ． D 8 ．D 9 ．A 10 ． B 11 ． C 12 ． D 13． A 14 ．A 15 ． B 16． BD 17． AC 18．ACD 19． AD 20．AC
B． Bx
3kE 9LB
C． Bx
3kE
30LR
D． Bx
3kE
27LR
12．如图所示， 是磁流体发电机示意图。 平行金属板 a、b 之间有一个很强的匀强磁场，
人教版高中物理选修3-1练习题及答案全套-第三章磁力与电流
人教版高中物理选修3-1练习题及答案全
套-第三章磁力与电流
练题1
问题
一个带正电的粒子在垂直于磁场方向的速度v下穿越磁场，与磁场之间的力为F。
现将磁场的大小加倍，粒子的速度保持不变，此时与磁场之间的力为多少？为什么？
答案
与磁场之间的力为2F。
根据洛伦兹力公式F = qvBsinθ，当磁场的大小加倍，即B变为原来的2倍，其中的sinθ保持不变，所以力F也会变为原来的2倍。
练题2
问题
一个半径为R的圆形线圈，当通过电流I时，在其中心处产生的磁感强度为B。
现将电流加倍，此时中心处的磁感强度为多少？
答案
中心处的磁感强度为2B。
根据安培环路定理B = μ0nI，其中μ0为真空磁导率，n为线密度，I为电流。
当电流加倍，即I变为原来的2倍，其他参数保持不变，则磁感强度B也会变为原来的2倍。
练题3
问题
一个长直导线与地面平行，通过其电流为I。
求导线离地面h 米处的磁感强度B。
答案
由长直导线的磁场公式知道，导线离地面h米处的磁感强度B = μ0/2π * I/h，其中μ0为真空磁导率。
物理人教版高中选修3-1高二物理选修3-1第三章测试
高二物理选修3-1第三章测试(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确的选项前的符号填在括号内)1．在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自东向西沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为( )A ．向北B ．向南C ．向上D ．向下2.在倾角为α的光滑绝缘斜面上，放一根通电的直导线，如图所示，当加上如下所述的磁场后，有可能使导线静止在斜面上的是( )A ．加竖直向下的匀强磁场B ．加垂直斜面向下的匀强磁场C ．加水平向左的匀强磁场D ．加沿斜面向下的匀强磁场3．带电粒子以初速度v0从a 点进入匀强磁场如图所示，运动中经过b 点，Oa ＝Ob.若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0从a 点进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为( )A ．v0 B.1v0C ．2v0 D.v024.如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，区域宽度为d ，边界为CD 和EF ，速度为v 的电子从边界CD 外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD 的夹角为θ，已知电子的质量为m 、带电荷量为e ，为使电子能从另一边界EF 射出，电子的速率应满足的条件是( )A ．v>Bed m1＋cosθ B ．v<Bed m 1＋cosθC ．v>Bed m 1＋sinθD ．v<Bed m 1＋sinθ5．如图所示，带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将( )A. N 极竖直向上B. N 极竖直向下C. N 极水平向左 D ．小磁针在水平面内转动6．质量和电荷量都相等的带电粒子M 和N ，以不同的速率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是( )A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间7.有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，应该( )A．使磁感应强度B的数值增大B．使磁场以v＝mgqB向上运动C．使磁场以v＝mgqB向右运动D．使磁场以v＝mgqB向左运动8.如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动，若使匀强磁场发生变化，则下列判断正确的是( )A．磁场B减小，油滴动能增加B．磁场B增大，油滴机械能不变C．使磁场方向反向，油滴动能减小D．使磁场反向后再减小，油滴重力势能减小9.为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关10.如图所示，一束电子从孔a射入正方形容器的匀强磁场中，其中一部分从c 孔射出，一部分从d孔射出，则( )A．从两孔射出的电子在容器中运动的时间比为1：2B．从两孔射出的电子速率的比为1：2C．从两孔射出的电子动能的比为2：1D．从两孔射出的电子在容器中加速度的比为1：2第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(共20分)11.(5分)如右图所示，铜棒ab长0.1 m，质量为6×10－2 kg，两端与长为1 m的轻铜线相连，静止于竖直平面内．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，平衡时的偏转角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了________J；通电电流的大小为________A．(不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2)12.(7分)如右图所示，有一半径为R、有明显边界的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B.今有一电子沿x轴正方向射入磁场，恰好沿y轴负方向射出．如果电子的比荷为em，则电子射入时的速度为____________，电子通过磁场的时间为____________，此过程中电子的动能增量为______________．13．(8分)一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(11H)加速到v，使它获得动能为Ek，则(1)能把α粒子(42He)加速到的速度为________．(2)能使α粒子获得的动能为________．(3)加速α粒子的交变电压频率与加速质子的交变电压频率之比为________．三、计算题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)14.(11分)如图所示，两平行光滑导轨相距为20 cm，金属棒MN的质量为10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，当电键K闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°.15．(14分)一个负离子，质量为m，电荷量大小为q，以速率v垂直于屏S经小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直纸面向里．(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离；(2)如果离子进入磁场后经时间t到达P点，证明直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是θ＝qB2mt.16．(15分)如下图所示，一个质量为m，电量为＋q的带电粒子从A孔以初速度v0垂直于AD进入磁感应强度为B的匀强磁场中，并恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场中，电场方向跟OC平行，OC⊥AD，最后打在D点，且O D＝2O C.若已知m，q，v0，B，不计重力，试求：(1)粒子运动到D点所需时间；(2)粒子抵达D点时的动能．第三章测试答案1. 解析赤道上空的地磁场的方向是平行地面由南向北的，由安培定则，可知C选项正确．答案 C2. 解析对通电导线进行受力分析，有可能合力为零的情况下，磁场的方向可能的情况，A、B、C选项正确．答案ABC3. 解析设Oa＝Ob＝d，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d即d＝mv0qB，得B＝mv0qd.如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d＝12qEm(dv0)2得E＝2mv20qd，所以EB＝2v0.选项C正确．答案 C4. 解析由题意可知电子从EF射出的临界条件为到达边界EF时，速度与EF平行，轨迹与EF相切，如右图．由几何知识得R＋Rcosθ＝d，R＝mv0eB，解得v0＝Bedm1＋cosθ，v>v0，即能从EF射出．答案 A5. 解析 带电金属环匀速转动，形成逆时针的等效电流(从右向左看)，根据安培定则可以确定通过金属环轴OO′的磁场方向水平向右，小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针N 极最后水平指向左方，故C 选项正确．答案 C6. 解析 由左手定则，可判断带电粒子M 带负电，N 粒子带正电，选项A 正确；根据qvB ＝mv2r ，得r ＝mv qB，由于rN<rM ，可知vN<vM ，故选项B 错误；洛伦兹力对带电粒子不做功，选项C 错误；由T ＝2πm qB可知，M 、N 两粒子运行周期相同．所以M 、N 两粒子在磁场中运行时间相同，选项D 错误． 答案 A7. 解析 当带电粒子在磁场中垂直磁场运动时，受到洛伦兹力作用，当带电粒子静止，而磁场运动时，带电粒子同样会受到洛伦兹力作用，欲使带电小球飘起来，受洛伦兹力向上且等于小球重力，即qvB ＝mg ，得v ＝mg qB，小球带正电，由左手定则可知小球应向右运动，故小球静止，磁场应水平向左运动，故D 选项正确．答案 D8. 解析 油滴带负电，在磁场中受洛伦兹力和重力，二力平衡做匀速直线运动，若磁场B 减小，则洛伦兹力减小，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，故A 选项正确；油滴在磁场中运动，只有重力做功，洛伦兹力不做功，故机械能守恒，B 选项正确；当磁场反向后，洛伦兹力和重力都向下，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，重力势能减小，故D 选项正确． 答案 ABD9. 解析 由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向后表面偏，负离子向前表面偏，前表面的电势一定低于后表面的电势，流量Q ＝V t ＝vbct t＝vbc ，其中v 为离子定向移动的速度，当前后表面电压一定时，离子不再偏转，受洛伦兹力和电场力达到平衡，即qvB ＝U b q ，得v ＝U bB ，则流量Q ＝U Bb ·bc＝U Bc ，故Q 与U 成正比，与a 、b 无关．答案 BD10. 解析 由T ＝2πm qB，可知从d 射出的电子和从c 点射出的电子在磁场中运动的周期相同，从d 点射出的电子运动轨迹为半个圆周，从c 点射出的电子运动轨迹为14圆周，故在磁场中的运动时间之比2：1，故A 选项正确．答案 A11. 解析 ΔEp＝mgL1(1－cos37°)＝6×10－2×10×1×(1－0.8) J ＝0.12 J以导体棒为研究对象，受力如图．受重力mg ，悬线拉力T 及安培力F ，处于平衡状态，则mgtanθ＝F ，F ＝BIL2，得I ＝mgtanθBL2＝9 A. 答案 0.12 912. 解析 如图所示电子运动的圆心为O′，由几何知识可知电子做圆周运动的轨迹半径为R.由evB ＝mv2R ，得v ＝eBR m. 由T ＝2πm eB，得电子运动时间 t ＝T 4＝πm 2eB. 由于洛伦兹力不做功，故动能不变，动能增量ΔEk＝0.答案 eBR m πm 2eB0 13. 解析 回旋加速器的最大半径是一定的，由R ＝mv qB，质子1H 的质量和电荷量的比值即m e ＝11，而α粒子质量和电量的比值为42， RH ＝mv eB ，Rα＝mαvαqB. RH ＝Rα，得vα＝v 2， 12mv2＝R2q2B22m. 所以α粒子动能与质子相同，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动的周期T ＝2πm qB. 所以α粒子的周期是质子运动周期的2倍，即所加交变电场的周期的比为21的关系，则频率之比为1：2.答案 (1)v 2(2)Ek(3)1：214. 解析先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解．解：金属棒平衡时的平面受力图，如图所示．当MN 平衡时，有mgsinθ－BILcosθ＝0①由电路欧姆定律，得I ＝E R ＋R1＋r② 由①②式联立并代入数据，得R1＝7 Ω.答案 7 Ω15. 解析 (1)离子的初速度与磁场方向垂直，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，设圆半径为r ，则根据牛顿第二定律，可得qvB ＝mv2r .得r ＝mv qB. 如图，离子回到屏S 上的位置A 与O 的距离，AO＝2r ，所以AO ＝2mv qB .(2)离子到达P 时，圆心角α＝vt r. 因为α＝2θ，所以θ＝α2＝vt 2r ＝qB 2mt. 答案 (1)2mv qB(2)证明略16解析 带电粒子垂直进入磁场，在磁场中将做匀速圆周运动，运动时间t1＝T 4. 带电粒子在电场中做类似平抛运动，在电场中运动时间 t2＝O D v0. 带电粒子在磁场中运动，由于洛伦兹力不做功，只有粒子在电场中运动时电场力对粒子做正功．由动能定理可求粒子抵达D 点时的动能．(1)带电粒子在磁场中运动时间t1为t1＝T 4＝πm 2Bq. 带电粒子在电场中做类平抛运动，运动时间t2为t2＝O D v0＝2r v0＝2mv0Bqv0＝2m Bq. 所以粒子运动到D 点的时间为t ＝t1＋t2＝πm 2Bq ＋2m Bq ＝m Bq (π2＋2)． (2)电场力对带电粒子做正功．由动能定理求粒子到达D 点时动能Ek ，W ＝Ek －12mv20，W ＝F 电r ＝mar.① 而r ＝12at22， 所以W ＝2mr2t22.② 由①②式得Ek ＝12 mv20＋2mr22r v02＝mv20.答案 (1)m Bq (π2＋2) (2)mv20。
高二物理人教版选修3-1第三章过关检测 含解析
答案:2 200 m/s 正
10.一宽为L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,如图所示,一质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场。若不使粒子从右边界飞出,则其最大速度应为 。(不计粒子重力)
解析:要使粒子不从右边界飞出,则当速度达到最大时运动轨迹应与磁场右边界相切,由几何知识可知半径r满足r+rcosθ=L
1.关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )
A.磁感应强度的方向就是通电直导线在磁场中的受力方向
B.磁感应强度大的地方,通电导线所受的力也一定大
C.磁感应强度的单位可以用Wb/m2表示
D.通电导线在某处所受磁场力为零,则该处的磁感应强度一定为零
解析:磁感应强度的方向为小磁针静止时N极所指方向或N极受力方向,故选项A错误;由于安培力F=BILsinθ,即安培力与B、I、L及电流和磁场方向的夹角θ四者都有关,故选项B、D错误;由磁通量的定义式Φ=BSsinθ可知B=(θ为平面和磁场方向的夹角),故选项C正确。
答案:C
2.关于通电直导线周围磁场的磁感线分布,下列示意图中正确的是( )
解析:由安培定则可知,只有选项A是正确的。
答案:A
3.
两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环,则两铝环的运动情况是( )
A.都绕圆柱体转动
B.彼此相向运动,且具有大小相等的加速度
答案:ABD
7.
如图所示,质量为m的通电导体棒AB置于倾角为θ的导轨上。若已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,在图中所加的各种磁场中,导体棒均处于静止状态,则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的是( )
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(包含答案)
《磁场》检测题一、单选题1．如图所示，平行金属板M、N之间有竖直向下的匀强电场，虚线下方有垂直纸面的匀强磁场，质子和α粒子分别从上板中心S点由静止开始运动，经电场加速后从O点垂直磁场边界进入匀强磁场，最后从a、b两点射出磁场（不计重力），下列说法正确的是A．磁场方向垂直纸面向内B．从a点离开的是α粒子C．从b点离开的粒子在磁场中运动的速率较大D．粒子从S出发到离开磁场，由b点离开的粒子所用时间较长2．下列说法正确的是A．麦克斯韦认为恒定磁场周围存在电场 B．奥斯特认为电流周围存在磁场C．库仑提出用电场线来形象的描述电场 D．楞次首先发现了电磁感应现象3．如图所示，长方形abcd的长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心eb为半径的圆弧和以O为圆心Od为半径的圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(eb边界上无磁场)磁感应强度B=0.25T。
一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=2×10-3C 的带正电粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域，则下列判断正确的是（）A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C ．从Od 边射入的粒子，出射点分布在ab 边D ．从ad 边射人的粒子，出射点全部通过b 点4．如图所示，在xOy 坐标系的第Ⅰ象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在x 轴上的A 点垂直于x 轴射入磁场，第一次入射速度为v ，且经时间t 1恰好在O 点反向射出磁场，第二次以2v 的速度射入，在磁场中的运动时间为t 2，则t 1：t 2的值为( )A ．1：2B ．1；4C ．2；1D ：15．如图所示，始终静止在斜面上的条形磁铁，当其上方的水平放置的导线通以图示方向的电流时，斜面体对磁铁的弹力N 和摩擦力f 的变化是A ．N 减小，f 不变B ．N 减小，f 增大C ．N 、f 都增大D ．N 增大，f 减小6．如图所示，半径为R 的圆形区域里有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，M 、N 是磁场边界上两点且M 、N 连线过圆心，在M 点有一粒子源，可以在纸面内沿各个方向向磁场里发射质量为m 、电荷量为q 、速度大小均为2v qBR m =的带正电粒子，不计粒子的重力，若某一个粒子在磁场中运动的时间为π2R t v=，则该粒子从M 点射入磁场时，入射速度方向与MN 间夹角的正弦值为（ ）A ．12B ．35CD ．457．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是： [ ]A．磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止B．任何磁场的磁感线都不会相交C．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D．匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的8．如图所示，带电粒子以速度v刚刚进入磁感应强度为B的磁场，下列各图所标的带电粒子＋q所受洛伦兹力F的方向中，正确的是A．B．C．D．9．如图所示是一个常用的耳机，它内部有一个小线圈紧贴着一片塑料薄膜，在薄膜下面有一块很小的磁铁，磁铁的磁场对通电线圈产生作用力，使线圈运动，导致覆盖其上的薄膜发生振动，从而产生声波。
高二物理人教版选修3-1第三章 磁场单元练习题(含详细答案)
磁场一、单选题1.如图所示，将一个半径为R的导电金属半圆环串联接入电路中，电路的电流强度为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点．金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直．则金属圆环ab受到的安培力为( )A． 0B．πRBIC． 2πRBID． 2RBI2.如图所示，一段长方体形导电材料，左右两侧面的边长为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B.当通以从左到右的恒定电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低．由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为( )A．，负B．，正C．，负D．，正3.如图所示是一个自制简易电动机原理图，一枚干电池竖直放置（正极朝上），电池的负极上吸有一块圆形的可以导电的小磁体，磁场分布已知，将一个小金属线圈套在电池上，线圈和电池构成闭合回路，通电线圈在磁场的作用下就会转动起来，从上向下附视，线圈的转动方向是（）A．顺时针方向B．逆时针方向C．时而顺时针转动，时而逆时针转动D．以上说法均不正确4.一通电直导线与匀强磁场方向垂直，电流方向如图所示，设磁场磁感应强度为B，导线长度为L，导线通电电流为I，则导线所受安培力（）A．方向垂直纸面向外B．方向竖直向上C．通电电流越强，导线所受安培力越大D．若将导线平行于磁场方向放入，导线所受安培力不变5.匀强磁场中放置长为L、通以电流I的一小段导线，导线与磁场方向垂直，若导线所受磁场力为F，则可以用来描述该处磁场强弱的量是（）A．FB．C．D．6.如图所示，直角形导线abc通以恒定电流I，两段导线的长度分别为3L和4L，导线处于垂直于导线平面的磁感应强度为B的匀强磁场中，则导线受到磁场力的合力为( )A． 3BIL，方向b→cB． 4BIL，方向b→aC． 7BIL，方向垂直于ac连线斜向上D． 5BIL，方向垂直于ac连线斜向上7.在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直于磁感线的方向运动．现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力( )A．增大为原来的2倍B．增大为原来的4倍C．减小为原来的一半D．改变为零8.利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，已知该元件的载流子为自由电子，下列说法中不正确的是( )A．电势差UCD＞0B．电势差UCD＜0C．形成电势差UCD是因载流子受到磁场力而偏转D．电势差UCD稳定时，是因电场力与磁场力达到平衡9.如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强磁场．一个质量为m、电荷量为q、初速度为v0带电粒子从a点沿ab方向进入磁场，不计重力，则( )A．若粒子恰好从c点离开磁场，则磁感应强度为B＝B．若粒子恰好从d点离开磁场，则磁感应强度为B＝C．若粒子恰好从bc边的中点离开磁场，则磁感应强度为B＝D．粒子从c点离开磁场时的动能大于从bc边的中点离开磁场时的动能10.某小组同学利用磁传感器探究通电螺线管轴线上不同位置的磁感应强度，如图甲所示．将传感器探头沿螺线管轴线移动时，测得磁感应强度B的大小随位置x的变化关系如图乙所示．图乙中a、b两点对应位置分别处在( )A．螺线管内、螺线管内B．螺线管内、螺线管外C．螺线管外、螺线管外D．螺线管外、螺线管内二、多选题11.(多选)如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在－R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v，重力忽略不计，所有粒子均能到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚Δt时间，则( )A．粒子到达y轴的位置一定各不相同B．磁场区域半径R应满足R≤C．从x轴入射的粒子最先到达y轴D．Δt＝－，其中角度θ的弧度值满足sinθ＝12.(多选)如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的关系，正确的是( )A．Ga最大B．Gb最大C．Gc最大D．Gb最小13.(多选)如图所示是圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，圆柱半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子从M点沿与直径MN成45°角的方向以速度v射入磁场区域．已知粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为135°，P是圆周上某点，不计粒子重力，则( )A．粒子做圆周运动的轨道半径为B．磁场区域的半径为C．粒子在磁场中运动的时间为D．若粒子以同样的速度从P点入射，则从磁场射出的位置必定与从M点入射时从磁场射出的位置相同。
人教版高二物理选修3-1 第三章《磁场》 达标检测 word版含解析答案
人教版选修3-1 第三章磁场达标检测本章达标检测(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项正确,第6~8题有多个选项正确,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分) 1.如图所示,两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上,但能自由移动,若两线圈内通以大小不等的同向电流,则它们的运动情况是()A.都绕圆柱转动B.以不等的加速度相向运动C.以相等的加速度相向运动D.以相等的加速度背向运动2.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。
一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是()A.向上B.向下C.向左D.向右3. 如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流,沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下的运动情况是()A.沿纸面逆时针转动B.沿纸面向右平动C.静止不动D.a 端转向纸里,b 端转向纸外4.一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。
则下列能表示运动周期T 与半径R 之间的关系的图象是( )5.如图所示的区域中存在着匀强电场和匀强磁场,二者平行但方向相反。
质量为m,所带电荷量为-q 的粒子(不计重力)沿电场方向以初速度v 0射入场区,下列关于该粒子的说法正确的是( )A.所受洛伦兹力越来越小B.速度方向保持不变C.所受电场力越来越小D.向右的最大位移为mv 022qE6.如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M 、N 两小孔中,O 为M 、N 连线的中点,连线上a 、b 两点关于O 点对称。
导线均通有大小相等、方向向上的电流。
已知长直导线周围产生的磁场的磁感应强度B=k I r,式中k 是常量、I 是导线中的电流、r 为点到导线的距离。
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(含答案)
《磁场》检测题一、单选题1．下列关于磁通量的说法中，正确的是（）A．穿过一个面的磁通量一定等于磁感应强度与该面面积的乘积B．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量一定越大C．穿过一个面的磁通量就是穿过该面单位面积的磁感线的条数D．穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线的条数2．下列说法正确的是( )A．自然界的电荷只有两种，库仑把它们命名为正电荷和负电荷B．欧姆发现了电流的热效应C．楞次根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位3．如图所示，总长为L、通有电流I的导线，垂直磁场方向置于宽度为x、磁感应强度为B 的匀强磁场中，则导线所受安培力大小为( )A．BIL B．Bix C．BI(L－x)D．BI(L＋x)4．物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是（）A．安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力，首次揭示了电与磁的联系B．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并提出了著名的洛伦兹力公式C．库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律﹣﹣库仑定律D．安培不仅提出了电场的概念，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场5．下列说法错误的是A．电场线越密的地方电场强度越强；同样，磁感线越密的地方磁感应强度越强B．电场线和磁感线都是为了形象描述对应的场而假想出的有方向的线C．静电场中的电场线不是闭合的，同样，磁感线也不是闭合的D．在电场中，任意两条电场线不会相交；同样，在磁场中，任意两条磁感线不会相交6．如图所示，有一磁感应强度为B ，方向竖直向下的匀强磁场，一束电子流以初速度v 0从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的方向大小和方向是（ ）7．如图所示，将一根通以强电流I 的长直导线，平行放置在阴极射管的正下方，则阴极射线将( )A ．向上偏转B ．向下偏转C ．向纸内偏转D ．向纸外偏转8．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个比荷相同的带电粒子，以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场，abc 是三个粒子射出磁场的位置。
物理人教版高中选修3-1高二物理选修3-1第三章测试
高二物理选修3-1第三章测试(时间：90分钟 满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确的选项前的符号填在括号内)1．在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自东向西沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为( )A ．向北B ．向南C ．向上D ．向下2.在倾角为α的光滑绝缘斜面上，放一根通电的直导线，如图所示，当加上如下所述的磁场后，有可能使导线静止在斜面上的是( )A ．加竖直向下的匀强磁场B ．加垂直斜面向下的匀强磁场C ．加水平向左的匀强磁场D ．加沿斜面向下的匀强磁场3．带电粒子以初速度v0从a 点进入匀强磁场如图所示，运动中经过b 点，Oa ＝Ob.若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0从a 点进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为( )A ．v0 B.1v0C ．2v0 D.v024.如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，区域宽度为d ，边界为CD 和EF ，速度为v 的电子从边界CD 外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD 的夹角为θ，已知电子的质量为m 、带电荷量为e ，为使电子能从另一边界EF 射出，电子的速率应满足的条件是( )A ．v>Bedm 1＋cosθ B ．v<Bed m 1＋cosθC ．v>Bedm 1＋sinθ D ．v<Bed m 1＋sinθ5．如图所示，带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将( )A. N 极竖直向上 B . N 极竖直向下C. N 极水平向左 D ．小磁针在水平面内转动6．质量和电荷量都相等的带电粒子M 和N ，以不同的速率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线A ．M 带负电，N 带正电B ．M 的速率小于N 的速率C ．洛伦兹力对M 、N 做正功D ．M 的运行时间大于N 的运行时间 7.有一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，应该( )A ．使磁感应强度B 的数值增大B ．使磁场以v ＝mg qB 向上运动C ．使磁场以v ＝mg qB 向右运动D ．使磁场以v ＝mg qB 向左运动 8.如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v 进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B 后，保持原速度做匀速直线运动，若使匀强磁场发生变化，则下列判断正确的是( )A ．磁场B 减小，油滴动能增加B ．磁场B 增大，油滴机械能不变C ．使磁场方向反向，油滴动能减小D ．使磁场反向后再减小，油滴重力势能减小为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B 的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A ．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B ．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关C ．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D ．污水流量Q 与U 成正比，与a 、b 无关 10.如图所示，一束电子从孔a 射入正方形容器的匀强磁场中，其中一部分从c 孔射出，一部分从d 孔射出，则( )A ．从两孔射出的电子在容器中运动的时间比为1：2B ．从两孔射出的电子速率的比为1：2C ．从两孔射出的电子动能的比为2：1D ．从两孔射出的电子在容器中加速度的比为1：2第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(共20分)11.(5分)如右图所示，铜棒ab 长0.1 m ，质量为6×10－2 kg ，两端与长为1 m 的轻铜线相连，静止于竖直平面内．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.5 T ，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，平衡时的偏转角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了________J ；通电电流的大小为________A ．(不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g ＝10 m/s2)12.(7分)如右图所示，有一半径为R 、有明显边界的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B.今有一电子沿x 轴正方向射入磁场，恰好沿y 轴负方向射出．如果电子的比荷为e m ，则电子射入时的速度为____________，电子通过磁场的时间为____________，此过程中电子的动能增量为______________．13．(8分)一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(11H)加速到v ，使它获得动能为Ek ，则(1)能把α粒子(42He)加速到的速度为________．(2)能使α粒子获得的动能为________．(3)加速α粒子的交变电压频率与加速质子的交变电压频率之比为________．三、计算题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)14.(11分)如图所示，两平行光滑导轨相距为20 cm ，金属棒MN 的质量为10 g ，电阻R ＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.8 T ，方向竖直向下，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，当电键K 闭合时，MN 恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°.15．(14分)一个负离子，质量为m ，电荷量大小为q ，以速率v 垂直于屏S 经小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感应强度B 的方向与离子的运动方向垂直，并垂直纸面向里．(1)求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离；(2)如果离子进入磁场后经时间t 到达P 点，证明直线OP 与离子入射方向之间的夹角θ跟t 的关系是θ＝qB 2m t.16．(15分)如下图所示，一个质量为m ，电量为＋q 的带电粒子从A 孔以初速度v0垂直于AD 进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，并恰好从C 孔垂直于OC 射入匀强电场中，电场方向跟OC 平行，OC ⊥AD ，最后打在D 点，且O D ＝2O C .若已知m ，q ，v0，B ，不计重力，试求：(1)粒子运动到D 点所需时间；(2)粒子抵达D 点时的动能．第三章测试答案1. 解析 赤道上空的地磁场的方向是平行地面由南向北的，由安培定则，可知C 选项正确．答案 C2. 解析 对通电导线进行受力分析，有可能合力为零的情况下，磁场的方向可能的情况，A 、B 、C 选项正确． 答案 ABC3. 解析 设Oa ＝Ob ＝d ，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d 即d ＝mv0qB ，得B ＝mv0qd .如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d ＝12qE m (d v0)2得E ＝2mv20qd ，所以E B ＝2v0.选项C 正确．答案 C4. 解析由题意可知电子从EF 射出的临界条件为到达边界EF 时，速度与EF 平行，轨迹与EF 相切，如右图．由几何知识得R ＋Rcosθ＝d ，R ＝mv0eB ，解得v0＝Bed m 1＋cosθ，v>v0，即能从EF 射出． 答案 A5. 解析 带电金属环匀速转动，形成逆时针的等效电流(从右向左看)，根据安培定则可以确定通过金属环轴OO′的磁场方向水平向右，小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针N 极最后水平指向左方，故C 选项正确．答案 C6. 解析 由左手定则，可判断带电粒子M 带负电，N 粒子带正电，选项A 正确；根据qvB ＝mv2r ，得r ＝mv qB ，由于rN<rM ，可知vN<vM ，故选项B 错误；洛伦兹力对带电粒子不做功，选项C 错误；由T ＝2πm qB 可知，M 、N 两粒子运行周期相同．所以M 、N 两粒子在磁场中运行时间相同，选项D 错误．答案 A7. 解析 当带电粒子在磁场中垂直磁场运动时，受到洛伦兹力作用，当带电粒子静止，而磁场运动时，带电粒子同样会受到洛伦兹力作用，欲使带电小球飘起来，受洛伦兹力向上且等于小球重力，即qvB ＝mg ，得v ＝mg qB ，小球带正电，由左手定则可知小球应向右运动，故小球静止，磁场应水平向左运动，故D 选项正确．答案 D8. 解析 油滴带负电，在磁场中受洛伦兹力和重力，二力平衡做匀速直线运动，若磁场B 减小，则洛伦兹力减小，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，故A 选项正确；油滴在磁场中运动，只有重力做功，洛伦兹力不做功，故机械能守恒，B 选项正确；当磁场反向后，洛伦兹力和重力都向下，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，重力势能减小，故D 选项正确．答案 ABD9. 解析 由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向后表面偏，负离子向前表面偏，前表面的电势一定低于后表面的电势，流量Q ＝V t ＝vbct t ＝vbc ，其中v 为离子定向移动的速度，当前后表面电压一定时，离子不再偏转，受洛伦兹力和电场力达到平衡，即qvB ＝U b q ，得v ＝U bB ，则流量Q ＝U Bb ·bc ＝U B c ，故Q 与U成正比，与a 、b 无关．答案 BD10. 解析 由T ＝2πm qB ，可知从d 射出的电子和从c 点射出的电子在磁场中运动的周期相同，从d 点射出的电子运动轨迹为半个圆周，从c 点射出的电子运动轨迹为14圆周，故在磁场中的运动时间之比2：1，故A 选项正确．答案 A以导体棒为研究对象，受力如图．受重力mg ，悬线拉力T 及安培力F ，处于平衡状态，则mgtanθ＝F ，F ＝BIL2，得I ＝mgtanθBL2＝9 A.答案 0.12 912. 解析 如图所示电子运动的圆心为O′，由几何知识可知电子做圆周运动的轨迹半径为R.由evB ＝mv2R ，得v ＝eBR m .由T ＝2πm eB ，得电子运动时间t ＝T 4＝πm 2eB .由于洛伦兹力不做功，故动能不变，动能增量ΔEk ＝0.答案 eBR m πm 2eB 013. 解析 回旋加速器的最大半径是一定的，由R ＝mv qB ，质子1H 的质量和电荷量的比值即m e ＝11，而α粒子质量和电量的比值为42，RH ＝mv eB ，Rα＝mαvαqB .RH ＝Rα，得vα＝v 2，12mv2＝R2q2B22m .所以α粒子动能与质子相同，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动的周期T＝2πm qB .所以α粒子的周期是质子运动周期的2倍，即所加交变电场的周期的比为21的关系，则频率之比为1：2.答案 (1)v 2(2)Ek(3)1：214. 解析先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解．解：金属棒平衡时的平面受力图，如图所示．当MN 平衡时，有mgsinθ－BILcosθ＝0①由电路欧姆定律，得I ＝E R ＋R1＋r② 由①②式联立并代入数据，得R1＝7 Ω.答案 7 Ω15. 解析 (1)离子的初速度与磁场方向垂直，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，设圆半径为r ，则根据牛顿第二定律，可得qvB ＝mv2r .得r ＝mv qB .如图，离子回到屏S 上的位置A 与O 的距离，AO ＝2r ，所以AO ＝2mv qB .(2)离子到达P 时，圆心角α＝vt r .因为α＝2θ，所以θ＝α2＝vt 2r ＝qB 2m t.答案 (1)2mv qB(2)证明略16解析 带电粒子垂直进入磁场，在磁场中将做匀速圆周运动，运动时间t1＝T 4.带电粒子在电场中做类似平抛运动，在电场中运动时间 t2＝O D v0.带电粒子在磁场中运动，由于洛伦兹力不做功，只有粒子在电场中运动时电场力对粒子做正功．由动能定理可求粒子抵达D 点时的动能．(1)带电粒子在磁场中运动时间t1为t1＝T 4＝πm 2Bq .带电粒子在电场中做类平抛运动，运动时间t2为t2＝O D v0＝2r v0＝2mv0Bqv0＝2m Bq .所以粒子运动到D 点的时间为t ＝t1＋t2＝πm 2Bq ＋2m Bq ＝m Bq (π2＋2)．(2)电场力对带电粒子做正功．由动能定理求粒子到达D 点时动能Ek ，W ＝Ek －12 mv20，W ＝F 电r ＝mar.①而r ＝12 at22，所以W ＝2mr2t22.②由①②式得Ek ＝12 mv20＋2mr22r v02＝mv20.答案 (1)m Bq (π2＋2)(2)mv20。
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高二物理选修3-1第三章测试题
范围：第三章 磁场 命题：李建红 审题：冯现成 彭怀柱
一、选择题(每小题4分，1-6单选，7-10多选，共40分)
1.图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性错误的是。
（ ）
A ．竖直向上
B ．垂直纸面向里
C ．带负电
D ．垂直纸面向外
2.如图2，在匀强磁场B 的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放置一根长为L ，质量为m 的导线，
当通以如图所示方向的电流后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B 满足（ ）
A ．sin ,mg
B IL α=方向垂直斜面向上； B ．
sin mg B IL α
=
，方向垂直向下； C ．
tan mg B IL α=
，方向垂直斜面向下； D ．mg
B IL =，方向水平向左；
3. 长方体金属块放在匀强磁场中，有电流通过金属块，如图所示，则下面关于金属块上下表面电势
高低的说法中，正确的是 ( ) A.金属块上、下表面电势相等 B ．金属块上表面电势高于下表面电势 C ．金属块上表面电势低于下表面电势 D ．无法比较上、下表面的电势高低
4.如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平（图
中垂直纸面向里），一带电油滴P 恰好处于静止状态，则下列说法正确的是（ ） A ．若仅撤去磁场，P 可能做匀加速直线运动 B ．若仅撤去电场，P 可能做匀加速直线运动 C ．若给P 一初速度，P 不可能做匀速直线运动
D ．若给P 一初速度，P 可能做匀速圆周运动
5.如图5所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，
导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则（ ） A 、磁铁对桌面压力不变 B 、磁场对桌面压力减小 C 、桌面对磁铁没有摩擦力 D 、桌面对磁铁摩擦力向左
6. 竖直放置的平行板电容器，A 板接电源正极，B 板接负极，在电容 器中加匀强磁场，磁场方
向与电场方向垂直，在图中垂直纸面向里、从A 板中点C 的小孔入射一批带正电的微粒，入射的速度大小，方向各不相同（入射速度方向与电场方向夹角小于90°），考虑微粒受重力，微粒在平行板AB 间的运动过程中（ ） A ．所有微粒的动能都将增加 B ．所有微粒的机械能都将不变 C ．有的微粒可能做匀速直线运动 D ．有的微粒可能做匀速圆周运动
7. 质量为m 、带电量为q 的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水
平向外的匀强磁场中，其磁 感应强度为B ，如图所示。
若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（ ） A ．小球带正电
B ．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
C ．小球在斜面上运动时做加速度增大，
而速度也增大的变加速直线运动
D ．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mgcosθ／Bq
8.目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图表示它的原理：将一束等离子体喷
射入磁场，在磁场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。
以下正确的是
（ ）
A ．
B 板带正电 B ．板带正电
C ．其他条件不变，只增大射入速度，U AB 不变
D ．其他条件不变，只增大磁感应强度，U AB 增大
9.回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获
得巨大速度的一种仪器，工作原理如图，下列说法正确的是（ ） A ．粒子在磁场中做匀速圆周运动
B ．粒子由A 0运动到A 1比粒子由A 2运动到A 3所用时间少
C ．粒子的轨道半径与它的速率成正比
D ．粒子的运动周期和运动速率成正比
10.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S 产
生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S1的距离为x ，可以判断（ ）
A ．离子束是同位素，则x 越大，离子质量越大
B ．若离子束是同位素，则x 越大，离子质量越小
C ．只要x 相同，则离子质量一定相同
D ．只要x 相同，则离子的荷质比一定相同
二、填空题(每小题5分，共20分)
11.如下图所示,a 、b 、c 、d 四种离子,它们带等量同种电荷,质量为m a =m b ＜m c =m d ,以不等的速率va
＜v b =v c ＜v d 进入速度选择器后,有两种离子从选择器中射出,进入磁感应强度为B 2的磁场.由此可以判断射向D 1的是 _________离子.(不计重力)
12. 如下图所示某一回旋加速器，两半圆形金属盒的半径为R ，它们之间的电压为U ，所处的磁场
的感应强度为B ，带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，则带电粒子所能获得的最大动能为__________
第11题 第12题
13.如图下所示，一束电荷量为e 的电子以垂直于磁感应强度B 并垂直于磁场边界的速度v 射入宽度为d 的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为60=θo ，求电子的质
量 。
第13题 第14题
14.一束带电量为+q 、质量为m 的粒子在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，以初速度υ0垂直于磁场自
A 点开始运动，如图所示，经时间t ，粒子通过C 点，连线AC 与υ0间夹角θ等于 。
三、计算题(15
题12
分，16
题12分，17题16分，共40分)
15.如图所示，在y ＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy 平面并指向纸里，磁感应强度
为B 。
一带负电的粒子（质量为m 、电荷量为q ）以速度v 0从O 点射入磁场，入射方向在xy 平面
内，与x 轴正向的夹角为θ=300。
（粒子所受重力不计）求：
（1）该粒子射出磁场时的位置； （2）该粒子在磁场中运动的时间。
16. 如图所示，电源电动势E ＝2V ，r ＝0.5Ω,竖直导轨电阻可略，金属棒的质量m ＝0.1kg ，R=0.5
Ω，它与导体轨道的动摩擦因数μ＝0.4，有效长度为0.2 m,靠在导轨的外面，为使金属棒不下滑，我们施一与纸面夹角为600且与导线垂直向外的磁场，（g=10 m/s 2）求： （1)此磁场是斜向上还是斜向下？ （2） B 的范围是多少？
17.在平面直角坐标系xoy 中，第一象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直于直角坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B ，一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上的M 点以速度v 0垂直于y 轴射入电场，经x 轴上的N 点与x 轴正方向成θ=60°角射入磁场，最后从y 轴负半轴上的P 点垂直于y 轴射出磁场，如图所示，不计粒子的重力，求： （1）M 、N 两点间的电势差U MN ；
（2）粒子从M 点运动到P 点的总时间t 。
高二物理选修3-1第三章测试题
答案
1. C
2. D
3. C
4. D
5. D
6. C
7. ABD
8. AD
9. AC 10. AD
11. C 12. m
R
q B 22
2 13、
v d B e
m 332=
14、qBt /2m
15.（1）
r v
m B qv 2
0= (2分) qB m v r 0
=
射出时位置坐标（qB m v 0
-
，0） (2分)
（2）
T
t 65=
(2分)
qB m
T π2=
(2分)
T
qB m t 35π= (2分)
16解析:导体棒侧面受力图如图所示：
由平衡条件得：B 最小时摩擦力沿导轨向上，则有
μF N ＋BILcos300＝mg, F N =BILsin300 解得B ＝2.34 T
当B 最大时摩擦力沿导轨向下，则有BILcos300＝mg ＋μF N F N =BILsin300 解得B=3. 75 T B 的范围是2.34 T -- 3. 75 T 17.解析:
解：（1
）如图所示为带电粒子的运动轨迹，设粒子过N 点
时的
速度为v ，由
得 ……………（2
分）
粒子从M 点运动到N 点的过程，由动能定理有
……………（2分）
解得： ……………（1分）
（2）粒子在磁场中以O′为圆做匀速圆周运动，半径为O′N
由 得 ……………（2分）
设粒子在电场中运动的时间为t 1,有 ……………（1分）
由几何关系得 ……………（1分）
解得： ……………（1分）
设粒子在磁场中运动的时间为t 2，有
……………（1分）
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 ……………（1分）
解得： ……………（2分）
所以粒子从M 点运动到P 点的总时间 ……………（2分）。